Question

酸是化学中重要的一类物质，人们对酸的认识是逐步加深的。
⑴　1887年，阿仑尼乌斯提出了电离理论，在水溶液中能电离出H⁺的为酸，电离出OH^?离子的为碱。比较水溶液中，下列阴离子的共扼酸的酸性大小_____________________（填序号）

⑵　1905年，弗兰克提出了溶剂酸碱理论。该理论认为凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸，产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。试判断液NH₃中加入Li₃N后酸碱性变化情况，并结合方程式解释
⑶　1923年布朗斯特提出了质子理论。认为凡是能够给出质子的物质都为酸，接受质子的物质为碱。有电子总数相同的三种微粒，它们既是质子酸又是质子碱，且分别为阴离子、中性分子和阳离子，它们是__________________________
⑷　质子理论提出的同年，路易斯提出了电子理论，凡是接受电子对的为酸，给出电子对的为碱。NH₃和NF₃的均为路易斯碱, 碱性更强的是_____       __ ，
理由是____________                                         _______
⑸　1966年第一个超强酸被偶然发现，通常由质子酸和路易斯酸混合。用SbF₅与氟磺酸反应后，可得到一种超强酸H[SbF₅(OSO₂F)]。写出该超强酸在氟磺酸中的电离方程式。

Answer 1

⑴　(2)>(3)>(1)   （2分）
⑵　碱性增加，2NH₃ NH₄⁺  + NH₂^—  
NH₃ + N^3- = HN^2- + NH₂^-或2NH₃ + N^3- = 3NH₂^-（2分）
⑶　HS^-,H₂O₂,N₂H₅⁺    （全对给2分，其他合理结论也给分）
⑷　NH₃       F的吸电子能力强，使N上电子云密度降低（2分，各1分）
⑸　H[SbF₅(OSO₂F)]＋HSO₃F ＝ H₂SO₃F⁺＋ [SbF₅(OSO₂F)]^－      （2分）

⑴　共轭酸酸性的强弱，可以从共轭碱的稳定性来判断，共轭碱越稳定，其共轭酸的酸性越强，反之越弱。在－O^＝的对位，－NO₂是吸电子基团，能使－O^－的负电荷分散，因而稳定性增强，所以⑵的共轭酸的酸性最强；－OCH₃是推电子基团，不利于－O^－负电荷的分散，因此该共轭碱最不稳定，所以⑴的共轭酸的酸性最弱。
综上所述，共轭酸的大小顺序为⑵＞⑶＞⑴。
⑵　根据溶剂理论，在NH₃(l)中，NH₂^－是最强的碱，由于Li₃N的碱性比LiNH₂的碱性还要强，因此在NH₃(l)中，会发生拉平效应，从而使液NH₃的碱性增强。这个过程相当于在水溶液中，最强的碱是OH^－，比OH^－强的碱都会发生水解，生成OH^－，同时水溶液的碱性增强。
⑶　既是质子酸，又是质子碱，这类物质在质子理论中又称为两性物质。比如H₂O就是最简单的两性分子，HCO₃^－是最常见的两性阴离子。但是题目中要求的是电子数相同的三种微粒，在10电子物质中，不可能同时存在这些微粒，因此要考虑18e^－微粒。两性分子为H₂O₂，阴离子为HS^－——这两种微粒显而易见，阳离子可以为质子化的N₂H₄。其实此题最关键的是掌握高中阶段要求同学们掌握的10e^－、18e^－结构的微粒。
⑷　质子酸和路易斯酸形成的超酸是众多超酸中的一种，它是由质子酸电离后生成的酸根离子作为配体与路易斯酸形成稳定的配位化合物，从而使混合物的酸性增强。。在本题中，SbF₅是路易斯酸（因为Sb有空的轨道），HSO₃F是质子酸（HSO₃FFSO₃^－+H⁺），所以FSO₃^－以氧原子作为配体与SbF₅的Sb形成配位键，即[SbF₅(OSO₂F)]^－。由于该酸的酸性比HSO₃F的酸性还要强，因此，该超酸在氟磺酸中提供质子，变成了[SbF₅(OSO₂F)]^－，氟磺酸得质子，形成H₂SO₃F⁺。